„Wir wollen auf keinen Fall zu unserer alten Arbeitsweise zurückkehren. Das war zu viel Arbeit und hat sich nicht gelohnt.“
– Steve Baughman, leitender Mechaniker für die Wartung beim Rutgers Food Innovation Center
Herausforderung - Ineffiziente manuelle Prozesse
- Keine genauen Temperaturdaten
- Keine Möglichkeit zur Fernüberwachung der Kühl- oder Gefriertemperaturen
Herausforderung
Das Rutgers Food Innovation Center (FIC) mit Sitz in New Jersey ist ein weltweit anerkanntes Gründerzentrum, das sowohl nationale als auch internationale Lebensmittelunternehmen bei der Produktentwicklung, Marktforschung, sensorischen Analyse und Qualitätssicherung unterstützt. Ein weiterer Schwerpunkt des Programms ist die Begleitung von Unternehmen bei der Herstellung von Lebensmitteln für den öffentlichen Verkauf in einem von der FDA/USDA kontrollierten Betrieb.
Die manuelle Temperaturregelung erschwerte es jedoch, den Kunden ein einheitliches Erlebnis zu bieten, und erforderte zusätzlichen Personalaufwand für die Überwachung der Prozesse.
„Wir konnten nicht wirklich sagen, wann man das Ventil öffnen sollte“, sagt Julie Elmer, stellvertretende Direktorin für Lebensmitteltechnologie am Rutgers Food Innovation Center. „Man konnte den Druck in Pfund sehen, aber es gab keine Möglichkeit, die Temperatur so einzustellen, wie man es bei einem Ofen kann. Man musste einfach das Ventil öffnen und wieder schließen. Das ist nicht die Art von Kochen, die man bei der Lebensmittelherstellung anwenden möchte. Man muss ständig auf den Kessel achten, um sicherzustellen, dass er nicht zu heiß wird.“
Es gab auch Probleme beim Übergang vom Kessel zum Abfüllvorgang. „Wir haben bestimmte Vorgaben, um bestimmte Mindesttemperaturen im Verpackungsprozess einzuhalten. Wir müssen diese Temperatur so genau wie möglich einhalten, um die Qualität des Produkts zu gewährleisten“, erklärt Elmer.
Dies war jedoch ohne eine hohe Präzision bei der Temperaturregelung ebenfalls schwierig. „Ich kann Ihnen gar nicht sagen, wie oft wir in unserem weniger ausgereiften System Probleme hatten, weil die Temperatur zu hoch wurde und das Produkt am Ende des Durchlaufs nicht mehr so gut war wie am Anfang“, sagt Elmer.
Ein weiterer Schwachpunkt war, dass das FIC, um die FDA-Vorschriften zur Überwachung der Gerätetemperaturen zu erfüllen, zweimal täglich jemanden beauftragen musste, die Temperaturen aller Kühl- und Gefrierschränke manuell zu überprüfen und die Daten zu protokollieren.
„Nichts war automatisiert. Alles wurde manuell gemacht“, sagt Steve Baughman, leitender Mechaniker für die Wartung. „Wir mussten die Temperaturregelung manuell mit dem Thermometer einstellen. Auch die Umstellungen erfolgten alle manuell, was viel zusätzliche Zeit in Anspruch nahm.“
Lösung - Mikroprozessorbasierte PID-Regler der Omega PLATINUM-Serie
- Drahtloses Sensor-/Transmitter-System Omega ZW-ED
- Datenerfassungs- und Überwachungssoftware Omega Enterprise Gateway
Lösung
Durch eine Partnerschaft mit Omega konnte das Rutgers Food Innovation Center seine Temperaturregelungsprozesse automatisieren.
„Wir sahen eine Möglichkeit, Rutgers bei der Verbesserung seiner Prozesse zu unterstützen, und dass das Rutgers Food Innovation Center auch als Vorzeigeprojekt für die Produkte und Lösungen von Omega dienen könnte“, sagt Frank Paytas, Vertriebsleiter bei Omega.
Mithilfe von Mikroprozessor-gestützten PID-Reglern und einem drahtlosen Sensor-Transmitter-System von Omega in Kombination mit der Datenerfassungs- und Überwachungssoftware Omega Enterprise Gateway (OEG) gelang es Omega, den gesamten Lebensmittelherstellungsprozess im Rutgers Food Innovation Center auf ein neues Kontrollniveau zu heben.
„Das Erreichen eines Kontroll- und Automatisierungsniveaus, mit dem wir die bestmöglichen Produkte herstellen können, ist Teil unseres Ziels, die Unternehmen hier zu unterstützen“, sagt Lou Cooperhouse, Geschäftsführer des Rutgers Food Innovation Center.
Mit den installierten Temperatursensoren kann das FIC nun die Temperatur der verarbeiteten Lebensmittel genau bestimmen, die für Geschmack und Qualität optimalen Temperaturen verfolgen und mithilfe der Regler für konstante Temperaturen und eine gleichbleibende Produktqualität sorgen.
„Früher konnten sie die gewünschte Temperatur mit einer Genauigkeit von bis zu 10 Grad erreichen“, sagt Paytas. „Jetzt können sie eine Genauigkeit von 1 bis 2 Grad erreichen.“
Da die Sensoren und Regler mit dem Netzwerk der Anlage verbunden sind, sodass die Daten an die OEG-Software übertragen werden, erhält das FIC außerdem in Echtzeit Einblick in den Temperaturstatus seiner Anlagen, auch aus der Ferne, und kann Daten über einen längeren Zeitraum sammeln, um seine Prozesse zu überprüfen und zu sehen, wo Verbesserungen möglich sind.
„Unser oberstes Ziel“, so Elmer, „ist es, aus den Daten zu lernen und sie für neue Produkte in einer ähnlichen Kategorie zu nutzen.“
Ergebnisse - Zeitersparnis von Stunden pro Woche durch automatisierte Prozesse
- 80 % höhere Temperaturgenauigkeit
- Möglichkeit zur Optimierung und Wiederholung von Produktgeschmack und -qualität
Ergebnis
Für das Rutgers Food Innovation Center hat die Automatisierung der Temperaturregelung und -überwachung während der Herstellungs-, Verpackungs- und Lagerungsphase mehrere wichtige Vorteile gebracht:
- Erhebliche Zeitersparnis.
Baughman schätzt, dass durch die Automatisierung „Stunden an Zeit” eingespart wurden. Er merkt an, dass mit der OEG-Software sogar die Zeit für die Einrichtung und Verwaltung der Automatisierung fast vollständig entfällt. „Jetzt schließe ich einfach meinen Laptop an und schon kann es losgehen. Das Einschalten des Laptops dauert länger als das Programmieren eines Controllers. Früher habe ich alle unsere Controller nacheinander programmiert. Es gab 300 Teile zu programmieren, und man musste jeden Wert manuell eingeben. Das dauerte Stunden statt Sekunden.” - Verbesserte Produktqualität.
Das Risiko eines nicht automatisierten Prozesses besteht darin, dass das Produkt zu stark oder zu wenig gegart wird. Beispielsweise muss die Temperatur über 165 Grad liegen, aber wenn man es zu lange bei über 190 Grad gart, verbrennt es. „Jetzt“, sagt Baughman, „kann ich alle drei meiner Kessel auf 185 Grad einstellen und das Produkt kann ohne Probleme direkt vom Kessel in das Glas gefüllt werden.“ Außerdem kann die Möglichkeit, Temperaturprofile der Zubereitung von Produkten zu verfolgen und zu speichern, den Geschmack, die Qualität und die Konsistenz eines Produkts verbessern. Wenn beispielsweise Spaghettisoße gekocht wird, kann das FIC erkennen, wie lange sie gekocht wurde und welche Temperatur für den Geschmack optimal ist, und dann diese Temperatur stabil halten, damit das Produkt konsistent ist. „Vor der Automatisierung haben wir einfach ein Dampfventil geöffnet. Das war eine ziemlich primitive Art des Kochens. Wir haben den Geschmack nicht optimiert“, sagt Elmer. „Die Automatisierung trägt wirklich zur Qualität bei.“ - Fernüberwachung.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, rund um die Uhr konstante Lagertemperaturen für Lebensmittel zu gewährleisten. Da das FIC während der üblichen Geschäftszeiten geöffnet ist, bestand das Risiko, dass Kühl- oder Gefrierschränke keine konstanten Temperaturen aufrechterhalten konnten, wenn niemand vor Ort war. Mit einem automatisierten Temperaturkontrollsystem, das die Datenerfassungs- und Überwachungssoftware Omega Enterprise Gateway (OEG) von Omega nutzt, können sie jedoch die Temperaturen aus der Ferne überwachen und erhalten E-Mail-Benachrichtigungen, wenn die Temperaturen außerhalb des Normbereichs schwanken, um Probleme mit verdorbenen Lebensmitteln zu vermeiden. „Es ist sehr wichtig, die Temperaturgrenzen der Lebensmittelsicherheitszone einzuhalten“, sagt Melanie O'Neill, Senior Managerin für Produktion, Anlagen, Qualität und Compliance. „Ich habe die Software auf meinem Mobiltelefon und kann mich einloggen und aus der Ferne die Temperaturen abrufen oder mich per E-Mail benachrichtigen lassen.“ - Bewährte Verfahren in der Praxis.
Für das FIC ist es von entscheidender Bedeutung, dass seine Kunden in einer Einrichtung arbeiten, die bewährte Verfahren anwendet. „Wir sind hier, um unseren Kunden die Anleitung und die Werkzeuge zu geben, die sie benötigen, um erfolgreich zu sein, und dazu gehört auch die Arbeit in einer Anlage, die ein hohes Maß an Hygiene und Sauberkeit aufweist“, sagt Cooperhouse. „Dazu gehören auch erstklassige Geräte und Betriebe, die es unseren Kunden ermöglichen, ihre Produkte jedes Mal gleichbleibend herzustellen.“ Angesichts der Vorteile, die die Automatisierung der Temperaturregelung mit sich gebracht hat, ist das Rutgers Food Innovation Center froh über die Entscheidung, seine Anlage weiter zu automatisieren. „Wir wollen auf keinen Fall zu unserer alten Arbeitsweise zurückkehren. Das war zu viel Arbeit und hat sich nicht gelohnt“, sagt Steve Baughman.
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